WO2008110203A2 - Entladungslampe und verfahren zum herstellen einer entladungslampe - Google Patents

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WO2008110203A2
WO2008110203A2 PCT/EP2007/052279 EP2007052279W WO2008110203A2 WO 2008110203 A2 WO2008110203 A2 WO 2008110203A2 EP 2007052279 W EP2007052279 W EP 2007052279W WO 2008110203 A2 WO2008110203 A2 WO 2008110203A2
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tube
discharge lamp
support element
outer diameter
support
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Karsten Schwandt
Ralf Dotterweich
Piotr Kreft
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Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/245—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases specially adapted for gas discharge tubes or lamps

Definitions

  • the invention relates to a discharge lamp, in particular a high-pressure discharge lamp, having a discharge vessel, which has at least one piston neck, in which a support rod extending into the discharge space for an electrode, a support part, on which at least one current-carrying element is arranged, a supporting element encompassing the support rod, and a tube surrounding the support part with the current-carrying element is sealed. Furthermore, the invention also relates to a method for producing such a discharge lamp.
  • High-intensity discharge lamps in particular mercury vapor lamps (HBO lamps), which are, for example, in the semi ⁇ conductor industry or in the production of LCD (liquid crystal display) panels used are operated with ei ⁇ nem high operating pressure and high electrical power to the power needed to optimize the emitted UV (ultraviolet) radiation.
  • HBO lamps mercury vapor lamps
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a high-pressure discharge lamp 1 known from the prior art.
  • the high pressure discharge lamp 1 includes a Ent ⁇ discharge vessel 2, which is integrally formed of quartz glass and having a bulging middle part, two bulb necks are formed 21 and 22 on the diametrically opposite.
  • the entire discharge vessel 2 with i ⁇ nem centrally oval-shaped portion 23 and the thereto adjoining on both sides flask necks 21 and 22 is formed of quartz glass.
  • a discharge space 3 is formed, in which a cathode 4 and an anode extend. 5
  • the cathode 4 is attached to a holding bar 6, which may be formed, for example, of tungsten.
  • This holding bar 6 extends in regions in the discharge space 3 and in the piston neck 21.
  • the holding bar 6 is surrounded by a tapered in the direction of the discharge space 3 Stauerröllchen 7.
  • a plate 8 is arranged, which is also formed of molybdenum and which is connected to a film system 9, which is arranged on a lateral surface of a quartz rod 10.
  • the films ⁇ system 9 comprises a plurality of film strips which are formed of molybdenum and are used for supplying current to the cathode. 4
  • a further plate 11 is arranged, which is also connected to the film system 9 and also has a connection with a further rod-shaped power supply 12.
  • the Stauerröllchen 7, the two plates 8 and 11, the film system. 9 and the quartz rod 10 are sealed gastight in the tubular neck piston 21.
  • the anode 5 is arranged on an unspecified holding rod, which extends e- incidentally in the discharge space 3 and in the piston neck 22.
  • the other arrangement and design of the components, as it is formed in the region of the cathode 4 in the piston neck 21 is seen provided in the piston neck 22 ⁇ .
  • the originally tubular quartz glass of the piston neck 21 opens in the region 2a in the bulbous middle part of the discharge vessel 2, wherein the originally tubular piston neck 22 in the region 2b in this central part of the discharge vessel ⁇ 2 opens.
  • these high-pressure discharge lamps are relatively sensitive to shock loads, as they can occur at relatively strong, short-term force effects, for example during transport. In this case, a fracture of the quartz glass, in particular in the region of the plate 8 occur. In addition to high voltages in quartz occur due to the high operating pressure, in particular in Dichtungsbe ⁇ rich 8 near the plate This can lead to failure of the high pressure discharge lamp. 1
  • a discharge lamp in which a film system is applied to a quartz rod and connected to plates mounted on both sides of the quartz rod. This arrangement is then placed in a quartz tube.
  • This overall system includes the Quartz rod with the film system and the plates and the quartz glass tube is then introduced into the interior of a piston neck of a discharge vessel and eingmal ⁇ zen.
  • the system length is adapted to the length of the expanded film during the melting process by pulling in the axial direction or by twisting the film systems relative to the electrodes. Again, this is relatively expensive and only leads to a suboptimal result.
  • a discharge lamp according to the invention is designed in particular as a high-pressure discharge lamp, for example as an HBO lamp.
  • the discharge lamp comprises a discharge vessel Ent ⁇ which has at least one piston neck up. In this piston neck are extending into the Entla ⁇ tion space of the discharge vessel holding rod for an electrode, a support member on which at least one current-carrying element is arranged, a holding rod embracing support member and a the support member with the current-carrying element encompassing tube fused.
  • the ⁇ se said components are thus arranged in the shaft tube of the piston neck and surrounded by this.
  • the tube which at ⁇ least surrounds the carrier part with the current carrier element regions, thus, is also intra-half of the shaft tube of the bulb neck disposed at ⁇ engages the support member over a partial length, which klei ⁇ ner than the overall length of this support member.
  • This configuration of the discharge lamp in the region of the bulb neck can forming cavities of or withdrawal of the current carrying member or even so-called clam jumps at least reduced to ⁇ .
  • the committee in the manufacture of such discharge lamps can thereby be substantially reduced.
  • the failure rate in such discharge lamps can be minimized and the lamp life can be increased.
  • the support element extends with a length greater than 2.5 mm, in particular greater than 3 mm from the Pipe, which surrounds the support member with the current-carrying element at least partially, out.
  • this arrangement is preferably to install.
  • the tube is formed as a quartz tube and the special dimensioning can be prevented in particular during the melting process, the formation of cavities or the lifting of the current-carrying elements or the occurrence of clamshell.
  • the current-carrying elements are also designed as sealing elements and preferably designed as a foil strip. These may be formed in particular of molybdenum. Preferably, a multi ⁇ number of such films on the outside of the carrier part, which in particular is designed as a quartz rod, is arranged ⁇ and extend substantially over the entire length of the quartz bar.
  • the inner diameter of this tube is, in particular before the melting of the arrangement or the components in the piston neck, larger than the outer diameter of the support member with the current-carrying element arranged thereon and smaller than this outer diameter plus about 3 mm.
  • the wall thickness of the tube is preferably between 1.8 mm and 4.5 mm, in particular between 2 mm and 4 mm.
  • This dimensioning can further improve the quality of the melt-in.
  • the tube surrounds the carrier part and the support member disposed thereon power over a partial length klei ⁇ ner of the total length of the support member.
  • the support member and the support member with the arranged thereon Stromliniele ⁇ ment are in the longitudinal direction of the bulb neck viewed arranged behind one another and the tube surrounds Favor ⁇ ingly thus both the support element and this support part with the current carrier element in each case at least regionally.
  • the support element comprises a first Generalele ⁇ ment, which has at least at one point a larger outer diameter than the inner diameter of the tube on the inner side facing the support element.
  • this first subelement can serve as a quasi stop for the tube and exact positioning of the components before melting can be ensured.
  • slippage of the tube over this edge formed by the sub-element can also be prevented.
  • a very exact arrangement of the individual subcomponents to each other can be ensured stable.
  • the first sub-element at at least one point on an outer diameter which is greater than or equal to the outer diameter of the tube on the support member facing side.
  • the support element has a frustoconical first part element and a cylindrical second part ⁇ element.
  • the cylindrical two ⁇ te subelement has an outer diameter which corresponds substantially to the outer diameter of the support member with the current-carrying element arranged thereon.
  • a transition between the first and the adjoining second sub-element of the support element is stepped.
  • the support member may quasi also cut behind ⁇ be formed, whereby an effective stop for the tube can be formed and also enables also defines the length over which the pipe is to surround the support element and this length of the Target position can also be met exactly.
  • the outer diameter of the second partial element is preferably smaller than the inner diameter of the tube on the end side of the tube facing the support element.
  • the tube surrounds the support element over the maximum length of the second partial element.
  • Another aspect of the invention relates to a method for producing a discharge lamp in which a discharge vessel with at least one piston neck trained det is, and in the bulb neck, a holding rod for the E- lektrode, a support member is arranged on which at least one current ⁇ support member , Embrace a support rod ⁇ of the support element and a support member with the Stromträ ⁇ gerelement encompassing tube are melted.
  • the tube is sealed so that it surrounds the support element Ü over a partial length smaller the total length of this support ⁇ elements.
  • the support element is arranged prior to melting so that it extends out of the tube with a length greater than 2.5 mm, in particular greater than 3 mm. In particular, this excess length of the support element is formed on the side facing the electrode.
  • the pipe is preferably provided before fusing with an inner diameter which is larger than the outer diameter of the support part with the thereto arrange ⁇ th current-carrying member and is smaller than this outer diameter ⁇ plus about 3 mm.
  • the current-carrying element in particular a molybdenum foil system, which is also designed for sealing, is stabilized during the smelting process and can better be applied to the quartz glass of the tube.
  • Differences in diameter between the foil system diameter and the inner diameter of the shaft tube of the bulb neck that can be opened in particular basic result of the introduced electrode in the discharge vessel can thus be reduced. The quality of the meltdown is thereby significantly improved.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a known from the prior art high-pressure discharge lamp.
  • FIG. 2 shows a sectional view through a partial region of a discharge lamp according to the invention
  • FIG. 3 shows a sectional view through a partial region of a discharge lamp according to the invention in accordance with a further exemplary embodiment.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of a partial region of a discharge lamp 1 'according to the invention, which is designed as a high-pressure discharge lamp.
  • this discharge lamp 1 ' is realized according to the embodiment in FIG. But substantially contrast, it has in the region of the Kolbenhal ⁇ ses 21 of an embodiment of FIG. 2.
  • this embodiment in Be ⁇ region of the bulb neck 21 shown in Fig. 2 is realized in the region of the piston neck 22..
  • the embodiment of the piston neck 21 will be explained in more detail.
  • Subarea 23 of the discharge device 2 passes are, for example, the support rod 6, the 7 as Stauerröllchen Quartz glass formed supporting part, which is arranged on it closing plate ⁇ 8 and the adjoining in the longitudinal axis direction A to the plate 8 support member.
  • the carrier part is designed as a cylindrical quartz rod 10, which has bores for receiving the retaining rod 6 on the one hand and for receiving the rod-shaped power supply 12 on the other hand.
  • On the outside of the quartz rod 10, a plurality of current-carrying elements are arranged, which additionally also have a sealing function.
  • the current-carrying elements are formed as molybdenum foil strips 9 and extend over the entire length of the quartz rod 10.
  • a tube 13 formed of quartz glass is arranged inside the piston neck 21. This tube 13 surrounds partially the Stauerröllchen 7 and partially the quartz rod 10 with the film strip. 9
  • the support roller 7 comprises a first sub-element 71 and a second sub-element 72.
  • the first part ⁇ element 71 is frusto-conical and unmit ⁇ immedi applicable thereto, the cylindrical second partial element 72 is arranged.
  • the Stauerröllchen 7 has a continuous bore through which the support rod 6 is guided.
  • a transition 73 between the first sub-element 71 and the second sub-element 72 is formed stepwise.
  • the outer diameter of the second partial element 72 is smaller than the outer diameter of the first sub-element 71 at the second sub-element 72 facing the end 71 a.
  • the outer diameter at this end 71a is furthermore also slightly larger than an outer diameter da of the tube 13 at the end 13a facing the first partial element 71.
  • An inner diameter di of the tube 13 is larger than the outer diameter of the quartz rod 10 with the angeord ⁇ Neten foil strip 9.
  • this inner diameter di is smaller than the outer diameter of the quartz rod 10 with the Folienreirei ⁇ fen 9 plus 3 mm arranged thereon. This means that the tube 13 is simply and with little effort can be pushed with the foil strip 9 with an air play on the quartz rod 10, nevertheless only such a low air game is given even in the subsequent melting that a void-free Einschmel ⁇ zen can be ensured.
  • the outer diameter of the two ⁇ th sub-element 72 is dimensioned so that he borrowed in materiality corresponds to the outer diameter of the plate 8 and the outer diameter of the quartz rod 10 with the foil strips arranged thereon.
  • the wall thickness dw of the tube 13 is preferably between 2 mm and 4 mm.
  • the inner diameter Di of the shaft tube of the Kolbenhal ⁇ ses 21 is preferably about 1 mm larger than the diameter of the anode fifth
  • the diameter Ds of the quartz rod 10 with the thereto ⁇ arranged strips of film 9 is preferably between 17 mm and 30 mm.
  • the Stauerröllchen 7 has an overall length L, which may be between 17 mm and 28 mm.
  • a length Ll of the first part element 71 in the embodiment is larger than a length L2 of the second element 72.
  • the tube 13 engages the support rolls 7 ⁇ only in the second part element 72 over a length L3.
  • the front end 13a of the tube 13 is spaced from the first subelement 71. This first end 13 a of the tube 13 is thus spaced over a length L 4 to a front end 71 b of the Stauerröllchen. 7
  • the tube 13 rests with its first part 71 facing the end 13a immediacy bar on the stop formed by the transition 73.
  • the tube 13 surrounds the quartz rod 10 with the film strips 9 over a length L5 which is smaller than the total length L6 of the quartz rod 10 with the film system or the current carrier elements 9.
  • the length L6 is preferably between 40 mm and 80 mm.
  • the tube 13 has a length L7, which may preferably be between 20 mm and 90 mm.
  • the length L4 is in particular greater than 3 mm and smaller than the total length L.
  • the tube 13 surrounds the quartz rod 10 and the foil strips 9 arranged thereon over the entire length L6 and in particular also over the length of the plate 11.
  • FIG. 3 shows a sectional illustration of a partial region of a discharge lamp 1 'according to a further exemplary embodiment.
  • the supporting roller 7 is also coconut-shaped or represents a truncated cone, but is formed on the side facing the tube 13 with an outer diameter which is smaller than the inner diameter Di of the tube 13.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Entladungslampe, insbesondere Hochdruckentladungslampe, mit einem Entladungsgefäß (2), welches zumindest einen Kolbenhals (21, 22) aufweist, in welchen ein sich in den Entladungsraum (3) erstreckender Haltestab (6) für eine Elektrode (4, 5), ein Trägerteil (10), an welchem zumindest ein Stromträgerelement (9) angeordnet ist, ein den Haltestab (6) umgreifendes Stützelement (7) und ein das Trägerteil (10) mit dem Stromträgerelement (9) umgreifendes Rohr (13) eingeschmolzen sind, wobei das Rohr (13) das Stützelement (7) über eine Teillänge (L3) kleiner der Gesamtlänge (L) des Stützelements (7) umgreift. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Entladungslampe.

Description

Beschreibung
Entladungslampe und Verfahren zum Herstellen einer Entladungslampe
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Entladungslampe, insbesondere eine Hochdruckentladungslampe, mit einem Entladungsgefäß, welches zumindest einen Kolbenhals aufweist, in welchen ein sich in den Entladungsraum erstreckender Haltestab für eine Elektrode, ein Trägerteil, an welchem zumindest ein Stromträgerelement angeordnet ist, ein den Haltestab umgreifendes Stützelement und ein das Trägerteil mit dem Stromträgerelement umgreifendes Rohr eingeschmolzen sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Entladungslampe.
Stand der Technik
Hochdruckentladungslampen, insbesondere Quecksilberdampflampen (HBO-Lampen) , welche beispielsweise in der Halb¬ leiterindustrie oder bei der Herstellung von LCD (Liquid Crystal Display) -Panels verwendet werden, werden mit ei¬ nem hohen Betriebsdruck und hohen elektrischen Leistungen betrieben, um die benötigte Leistung der emittierten UV (Ultraviolett ) -Strahlung optimieren zu können.
Mit zunehmender elektrischer Leistung der Lampe nimmt aus thermischen Gründen auch die Größe, insbesondere die Länge und der Durchmesser, der Lampe zu. Die Größe der verwendeten Elektroden und deren Massen steigen ebenfalls. Außerdem werden die Haltestäbe, die zur Halterung der Elektroden im Entladungsgefäß verwendet werden, länger. In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Hochdruckentladungslampe 1 gezeigt. Die Hochdruckentladungslampe 1 umfasst ein Ent¬ ladungsgefäß 2, welches aus Quarzglas einstückig ausge- bildet ist und einen bauchigen Mittelteil aufweist, an dem diametral gegenüberliegend zwei Kolbenhälse 21 und 22 ausgebildet sind. Das gesamte Entladungsgefäß 2 mit sei¬ nem mittig oval geformten Teilbereich 23 und den daran beidseits anschließenden Kolbenhälsen 21 und 22 ist aus Quarzglas ausgebildet. Im Inneren des oval geformten mit¬ tigen Teilbereichs 23 des Entladungsgefäßes 2 ist ein Entladungsraum 3 ausgebildet, in den sich eine Kathode 4 und eine Anode 5 erstrecken. Die Kathode 4 ist an einem Haltestab 6 befestigt, welcher beispielsweise aus Wolfram ausgebildet sein kann. Dieser Haltestab 6 erstreckt sich bereichsweise in den Entladungsraum 3 und in den Kolbenhals 21. Der Haltestab 6 ist von einem in Richtung des Entladungsraums 3 verjüngt ausgebildeten Stützröllchen 7 umgeben. Auf der dem Entladungsraum 3 abgewandten Seite des Stützröllchens 7 ist ein Teller 8 angeordnet, welcher ebenfalls aus Molybdän ausgebildet ist und welcher mit einem Foliensystem 9, welches an einer Mantelfläche eines Quarzstabs 10 angeordnet ist, verbunden ist. Das Folien¬ system 9 umfasst eine Mehrzahl von Folienstreifen, welche aus Molybdän ausgebildet sind und zur Stromzuführung zur Kathode 4 dienen. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Quarzstabs 10 ist ein weiteres Teller 11 angeordnet, welches ebenfalls mit dem Foliensystem 9 verbunden ist und darüber hinaus eine Verbindung mit einer weiteren stabförmigen Stromzuführung 12 aufweist. Das Stützröllchen 7, die beiden Teller 8 und 11, das Foliensystem 9 und der Quarzstab 10 sind in den rohrförmig ausgebildeten Kolbenhals 21 gasdicht eingeschmolzen.
In entsprechender Weise ist die Anode 5 an einem nicht näher bezeichneten Haltestab angeordnet, welcher sich e- benfalls in den Entladungsraum 3 und in den Kolbenhals 22 erstreckt. Die weitere Anordnung und Ausgestaltung der Komponenten, wie sie im Bereich der Kathode 4 im Kolbenhals 21 ausgebildet ist, ist auch im Kolbenhals 22 vorge¬ sehen .
Das ursprünglich rohrförmige Quarzglas des Kolbenhalses 21 mündet im Bereich 2a in den bauchigen Mittelteil des Entladungsgefäßes 2, wobei der ursprünglich rohrförmige Kolbenhals 22 im Bereich 2b in diesen Mittelteil des Ent¬ ladungsgefäßes 2 mündet.
Aufgrund der steigenden Größe der Lampen, insbesondere der verwendeten Elektroden und deren Massen, sind diese Hochdruckentladungslampen relativ empfindlich gegenüber Schockbelastungen, wie sie bei relativ starken, kurzzeitigen Krafteinwirkungen, beispielsweise beim Transport, auftreten können. Dabei kann ein Bruch des Quarzglases insbesondere im Bereich des Tellers 8 auftreten. Darüber hinaus treten aufgrund des hohen Betriebsdruckes hohe Spannungen im Quarzglas auf, insbesondere im Dichtungsbe¬ reich in der Nähe des Tellers 8. Dies kann zum Ausfall der Hochdruckentladungslampe 1 führen.
Aus der JP 2005243484 A ist eine Entladungslampe bekannt, bei welcher auf einen Quarzstab ein Foliensystem aufgebracht wird und mit beidseits des Quarzstabs angebrachten Tellern verbunden wird. Diese Anordnung wird dann in ein Quarzrohr eingebracht. Dieses Gesamtsystem umfassend den Quarzstab mit dem Foliensystem und den Tellern und dem Quarzglasrohr wird dann in das Innere eines Kolbenhalses eines Entladungsgefäßes eingebracht und dort eingeschmol¬ zen .
Auch durch diese Vorgehensweise kann bei relativ groß di¬ mensionierten Hochdruckentladungslampen die Bruchstabilität im Bereich des Tellers und/oder eines Stützelements nur unwesentlich verbessert werden. Darüber hinaus ist die Herstellung und die gasdichte Einschmelzung aufwen- dig.
Mit zunehmender elektrischer Leistung der Lampe nimmt aus thermischen Gründen auch die Länge dieser Lampe und damit auch die Länge von Stromträgerfolien, welche auf einem Quarzstab im Inneren eines Kolbenhalses angeordnet sind, zu. Im Dichtungsbereich der Lampe wird eine Molybdän- Folie in Quarzglas eingeschmolzen. Da der Ausdehnungsko¬ effizient des Molybdäns höher ist als der Ausdehnungsko¬ effizient des Quarzglases, verlängert sich die Dichtungs¬ folie beim Einschmelzprozess stärker als das Quarzglas. Die Folie beginnt sich zu verwerfen. Beim Anfallen des Quarzglases auf die Folie können dann Hohlräume entste¬ hen. Dies kann zu einer mangelhaften Anglasung der Folie auf das Quarzglas im Fertigungsprozess und damit zu Fo¬ lienabhebungen und Muschelsprüngen führen. Außerdem wird bei starker Ausdehnung der Dichtungsfolien das noch nicht eingeschmolzene Elektrodensystem relativ labil. Der Einschmelzprozess wird dadurch erschwert und dauert länger. Hohlräume, Folienabhebungen oder Muschelsprünge erhöhen den Ausschuss in der Fertigung oder können zum Lampenaus- fall führen. Ebenso kann dies zu einer reduzierten Lampenlebensdauer führen. Eine relativ geringe Verbesserung dieser Probleme kann durch eine allerdings nur begrenzt durchführbare Abstim¬ mung des Quarzglasinnendurchmessers mit dem Elektroden¬ system ermöglicht werden. Bei großen Elektrodendurchmes- sern, wie dies bei Lampen mit hoher Leistung erforderlich ist, ist diese Vorgehensweise jedoch nur sehr begrenzt möglich, da die Elektrode über das Schaftrohr bzw. den Kolbenhals in den Kolben bzw. das Entladungsgefäß gescho¬ ben werden muss. Besonders bei langen Foliensystemen mit großen Elektrodendurchmessern ist diese Vorgehensweise der Prozessführung nur noch sehr schwer realisierbar und führt zu unbefriedigenden Ergebnissen. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass während des Einschmelzprozesses durch Ziehen in axialer Richtung oder Verdrehen der Fo- liensysteme gegenüber den Elektroden die Systemlänge an die Länge der ausgedehnten Folie angepasst wird. Auch dies ist relativ aufwendig und führt lediglich zu einem suboptimalen Ergebnis.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Entla- dungslampe und ein Verfahren zum Herstellen einer Entladungslampe zu schaffen, bei welcher bzw. bei welchem das Auftreten derartiger Hohlräume oder Abhebungen von Stromträger- bzw. Dichtungselementen oder Materialsprünge zumindest reduziert werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Entladungslampe, welche die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 12 aufweist, gelöst. Eine erfindungsgemäße Entladungslampe ist insbesondere als Hochdruckentladungslampe, beispielsweise als HBO- Lampe, ausgebildet. Die Entladungslampe umfasst ein Ent¬ ladungsgefäß, welches zumindest einen Kolbenhals auf- weist. In diesen Kolbenhals sind ein sich in den Entla¬ dungsraum des Entladungsgefäßes erstreckender Haltestab für eine Elektrode, ein Trägerteil, an welchem zumindest ein Stromträgerelement angeordnet ist, ein den Haltestab umgreifendes Stützelement und ein das Trägerteil mit dem Stromträgerelement umgreifendes Rohr eingeschmolzen. Die¬ se genannten Komponenten sind somit in dem Schaftrohr des Kolbenhalses angeordnet und von diesem umgeben. Das Rohr, welches das Trägerteil mit dem Stromträgerelement zumin¬ dest bereichsweise umgreift, ist somit ebenfalls inner- halb des Schaftrohres des Kolbenhalses angeordnet und um¬ greift das Stützelement über eine Teillänge, welche klei¬ ner als die Gesamtlänge dieses Stützelements ist.
Durch diese Ausgestaltung der Entladungslampe im Bereich eines Kolbenhalses können das sich Ausbilden von Hohlräu- men oder Abhebungen des Stromträgerelements oder aber auch so genannte Muschelsprünge zumindest reduziert wer¬ den. Insbesondere beim Einschmelzprozess kann durch diese Anordnung und Dimensionierung der Komponenten zueinander das Auftreten der genannten Probleme zumindest reduziert werden. Der Ausschuss bei der Fertigung derartiger Entladungslampen kann dadurch wesentlich reduziert werden. Des Weiteren kann auch die Ausfallrate bei derartigen Entladungslampen minimiert und die Lampenlebensdauer erhöht werden .
Vorzugsweise erstreckt sich das Stützelement mit einer Länge größer 2,5 mm, insbesondere größer 3 mm aus dem Rohr, welches das Trägerteil mit dem Stromträgerelement zumindest bereichsweise umgreift, heraus. Insbesondere vor dem Einschmelzprozess der Komponenten in den Kolbenhals ist diese Anordnung vorzugsweise anzubringen.
Bevorzugt ist das Rohr als Quarzrohr ausgebildet und durch die spezielle Dimensionierung kann insbesondere beim Einschmelzprozess das Bilden von Hohlräumen oder das Abheben der Stromträgerelemente oder das Auftreten von Muschelsprüngen verhindert werden.
Die Stromträgerelemente sind darüber hinaus auch als Dichtungselemente ausgebildet und bevorzugterweise als Folienstreifen konzipiert. Diese können insbesondere aus Molybdän ausgebildet sein. Vorzugsweise sind eine Mehr¬ zahl derartiger Folien an der Außenseite des Trägerteils, welches insbesondere als Quarzstab ausgebildet ist, ange¬ ordnet und erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte Länge des Quarzstabs.
Der Innendurchmesser dieses Rohrs ist, insbesondere vor dem Einschmelzen der Anordnung bzw. der Komponenten in den Kolbenhals, größer als der Außendurchmesser des Trägerteils mit dem daran angeordneten Stromträgerelement und kleiner als dieser Außendurchmesser plus etwa 3 mm. Durch diese Ausgestaltung des Rohres kann insbesondere vor dem Einschmelzprozess ein ideales Anbringen und Über- schieben über das Trägerteil mit dem Stromträgerelement ermöglicht werden und beim Einschmelzprozess eine optima¬ le Stabilisierung ermöglicht werden. Darüber hinaus kann durch diese Ausgestaltung beim Einschmelzprozess erreicht werden, dass das Stromträger- und Dichtungselement besser auf das Quarzglas des Rohrs anfallen kann. Durchmesserun- terschiede zwischen dem System der Stromträger- und Dichtelemente, insbesondere dem Foliensystem, und dem In¬ nendurchmesser des Schaftrohres des Kolbenhalses, die sich insbesondere aufgrund der Größe der einzubringenden Elektrode, insbesondere der Annode, ergeben, können so vermindert werden.
Bevorzugt beträgt die Wanddicke des Rohrs zwischen 1,8 mm und 4,5 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 4 mm.
Durch diese Dimensionierung kann die Qualität der Ein- Schmelzung nochmals verbessert werden.
Aufgrund dieser spezifischen Dimensionierungen des Rohres, welches das Trägerteil und das Stromträgerelement zumindest bereichsweise umgibt, kann auch die Berstdruck¬ stabilität des Dichtungsbereichs in diesem Kolbenhals weiter erhöht werden und somit auch die Lampenlebensdauer verlängert werden.
Bevorzugt umgreift das Rohr das Trägerteil und das daran angeordnete Stromträgerelement über eine Teillänge klei¬ ner der Gesamtlänge des Trägerteils. Das Stützelement und das Trägerteil mit dem daran angeordneten Stromträgerele¬ ment sind in Längsrichtung des Kolbenhalses betrachtet hintereinander angeordnet und das Rohr umgreift bevorzug¬ terweise somit sowohl das Stützelement als auch dieses Trägerteil mit dem Stromträgerelement jeweils zumindest bereichsweise. Somit kann auch insbesondere am Übergangs¬ bereich zwischen dem Stützelement und dem Trägerteil mit dem Foliensystem, das Auftreten von Hohlräumen, Folienabhebungen und dergleichen effektiv verhindert werden. Bevorzugt umfasst das Stützelement ein erstes Teilele¬ ment, welches zumindest an einer Stelle einen größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Rohrs an der dem Stützelement zugewandten Innenseite aufweist. Da- durch kann dieses erste Teilelement quasi als Anschlag für das Rohr dienen und eine exakte Positionierung der Komponenten vor dem Einschmelzen gewährleistet werden. Darüber hinaus kann auch ein Verrutschen des Rohres über diese durch das Teilelement gebildete Kante hinweg ver- hindert werden. Eine sehr exakte Anordnung der einzelnen Teilkomponenten zueinander kann dadurch stabil gewährleistet werden.
Bevorzugt weist das erste Teilelement an zumindest einer Stelle einen Außendurchmesser auf, welcher größer oder gleich dem Außendurchmesser des Rohrs an der dem Stützelement zugewandten Seite ist. Durch diese Ausführung kann die oben genannte Vorteilhaftigkeit nochmals verbes¬ sert werden.
Bevorzugt weist das Stützelement ein kegelstumpfförmiges erstes Teilelement und ein zylinderförmiges zweites Teil¬ element auf. Vorzugsweise weist das zylinderförmige zwei¬ te Teilelement einen Außendurchmesser auf, welcher im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Trägerteils mit dem daran angeordneten Stromträgerelement entspricht. Durch diese Ausgestaltung kann eine besonders zielführende und aufwandsarme Anbringung des Rohres um das zweite Teilele¬ ment des Stützelements und auch das Trägerteil mit dem Stromträgerelement ermöglicht werden. Es kann somit quasi nahezu ein bündiger Übergang zwischen dem zweiten Teil- element des Stützelements, einem daran sich anschließen¬ den Teller und einem sich wiederum daran anschließenden Trägerteil mit dem daran angeordneten Stromträgerelement erreicht werden.
Bevorzugt ist ein Übergang zwischen dem ersten und dem sich daran anschließenden zweiten Teilelement des Stütz- elements gestuft ausgebildet. Durch eine derartige dis¬ krete Stufe kann das Stützelement quasi auch hinter¬ schnitten ausgebildet werden, wodurch ein effektiver Anschlag für das Rohr gebildet werden kann und darüber hinaus auch definiert ermöglicht wird, über welche Länge das Rohr das Stützelement umgreifen soll und diese Länge an der Zielposition auch exakt eingehalten werden kann.
Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des zweiten Teilelements kleiner als der Innendurchmesser des Rohrs an der dem Stützelement zugewandten Endseite des Rohrs.
Vorzugsweise umgreift das Rohr das Stützelement maximal über die Länge des zweiten Teilelements.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Entladungslampe, bei welchem ein Entladungsgefäß mit zumindest einem Kolbenhals ausgebil- det wird, und in den Kolbenhals ein Haltestab für die E- lektrode, ein Trägerteil, an welchem zumindest ein Strom¬ trägerelement angeordnet wird, einen Haltestab umgreifen¬ des Stützelement und ein das Trägerteil mit dem Stromträ¬ gerelement umgreifendes Rohr eingeschmolzen werden. Das Rohr wird so eingeschmolzen, dass es das Stützelement ü- ber eine Teillänge kleiner der Gesamtlänge dieses Stütz¬ elements umgreift. Durch diese Anordnung und Dimensionie¬ rung des Rohres kann insbesondere beim Einschmelzvorgang das Ausbilden von Hohlräumen, das Abheben des Stromträ- gerelements, insbesondere des Foliensystems, sowie das Auftreten von Muschelsprüngen zumindest deutlich reduziert werden.
Bevorzugt wird das Stützelement vor dem Einschmelzen so angeordnet, dass es sich mit einer Länge größer 2,5 mm, insbesondere größer 3 mm, aus dem Rohr herauserstreckt. Insbesondere ist diese Überlänge des Stützelements auf der der Elektrode zugewandten Seite ausgebildet.
Das Rohr wird vorzugsweise vor dem Einschmelzen mit einem Innendurchmesser bereitgestellt, der größer ist als der Außendurchmesser des Trägerteils mit dem daran angeordne¬ ten Stromträgerelement und kleiner ist, als dieser Außen¬ durchmesser plus etwa 3 mm.
Durch die spezifische Dimensionierung dieses Rohrs wird das auch zur Dichtung ausgebildete Stromträgerelement, insbesondere ein Molybdän-Foliensystem, beim Einschmelz- prozess stabilisiert und kann besser auf das Quarzglas des Rohrs anfallen. Durchmesserunterschiede zwischen dem Foliensystemdurchmesser und dem Innendurchmesser des Schaftrohres des Kolbenhalses, die sich insbesondere auf- grund der einzubringenden Elektrode in das Entladungsge¬ fäß ergeben, können so vermindert werden. Die Qualität der Einschmelzung wird dadurch wesentlich verbessert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Entladungslampe sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des er- findungsgemäßen Verfahrens anzusehen. Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an¬ hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer aus dem Stand der Technik bekannten Hochdruckentladungslampe;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch einen Teilbereich einer erfindungsgemäßen Entladungslampe;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch einen Teilbereich einer erfindungsgemäßen Entladungslampe gemäß ei- nem weiteren Ausführungsbeispiel.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
In Fig. 2 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teilbereichs einer erfindungsgemäßen Entladungslampe 1' gezeigt, welche als Hochdruckentladungslampe ausgebildet ist. Prinzipiell ist diese Entladungslampe 1' gemäß der Ausgestaltung in Fig. 1 realisiert. Im wesentlichen Unterschied dazu weist sie jedoch im Bereich des Kolbenhal¬ ses 21 eine Ausgestaltung gemäß Fig. 2 auf. In analoger Weise ist diese in Fig. 2 gezeigte Ausgestaltung im Be¬ reich des Kolbenhalses 21 auch im Bereich des Kolbenhal- ses 22 realisiert. Beispielhaft wird die Ausgestaltung am Kolbenhals 21 näher erläutert.
Innerhalb des Schaftrohres des Kolbenhalses 21, welcher im Bereich 2a in den Mittelteil bzw. den oval geformten
Teilbereich 23 des Entladungsgerätes 2 übergeht, sind be- reichsweise der Haltestab 6, das als Stützröllchen 7 aus Quarzglas ausgebildete Stützteil, das sich daran an¬ schließende Teller 8 und das sich in Längsachsenrichtung A an das Teller 8 anschließende Trägerteil angeordnet. Das Trägerteil ist als zylinderförmiger Quarzstab 10 aus- gebildet, welcher Bohrungen zur Aufnahme des Haltestabs 6 einerseits und zur Aufnahme der stabförmigen Stromzuführung 12 andererseits aufweist. An der Außenseite des Quarzstabs 10 sind eine Mehrzahl von Stromträgerelementen angeordnet, welche zusätzlich auch eine Dichtfunktion aufweisen. Die Stromträgerelemente sind als Molybdän- Folienstreifen 9 ausgebildet und erstrecken sich über die gesamte Länge des Quarzstabs 10.
Darüber hinaus ist innerhalb des Kolbenhalses 21 ein aus Quarzglas ausgebildetes Rohr 13 angeordnet. Dieses Rohr 13 umgreift bereichsweise das Stützröllchen 7 und bereichsweise den Quarzstab 10 mit den Folienstreifen 9.
In Fig. 2 ist eine Darstellung gezeigt, bei dem die Komponente innerhalb des Kolbenhalses 21 vor dem nachfolgen¬ den Einschmelzprozess angeordnet sind. Dazu ist zu erken- nen, dass das Stützröllchen 7 ein erstes Teilelement 71 und ein zweites Teilelement 72 umfasst. Das erste Teil¬ element 71 ist kegelstumpfförmig ausgebildet und unmit¬ telbar daran anschließend ist das zylinderförmige zweite Teilelement 72 angeordnet. Das Stützröllchen 7 weist eine durchgängige Bohrung auf, durch welche der Haltestab 6 geführt ist.
Gemäß der gezeigten Ausführung in Fig. 2 ist ein Übergang 73 zwischen dem ersten Teilelement 71 und dem zweiten Teilelement 72 stufenartig ausgebildet. Der Außen- durchmesser des zweiten Teilelements 72 ist kleiner als der Außendurchmesser des ersten Teilelements 71 an dem dem zweiten Teilelement 72 zugewandten Ende 71a.
Im Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser an diesem Ende 71a des Weiteren auch geringfügig größer als ein Au- ßendurchmesser da des Rohres 13 an dem dem ersten Teilelement 71 zugewandten Ende 13a.
Ein Innendurchmesser di des Rohres 13 ist größer als der Außendurchmesser des Quarzstabs 10 mit den daran angeord¬ neten Folienstreifen 9. Insbesondere ist dieser Innen- durchmesser di jedoch kleiner als der Außendurchmesser des Quarzstabs 10 mit den daran angeordneten Folienstrei¬ fen 9 plus 3 mm. Dies bedeutet, dass das Rohr 13 einfach und aufwandsarm mit einem Luftspiel auf den Quarzstab 10 mit den Folienstreifen 9 aufgeschoben werden kann, den- noch beim nachfolgenden Einschmelzen nur ein so geringes Luftspiel gegeben ist, dass ein hohlraumfreies Einschmel¬ zen gewährleistet werden kann.
Im Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser des zwei¬ ten Teilelements 72 so dimensioniert, dass er im Wesent- liehen dem Außendurchmesser des Tellers 8 und dem Außendurchmesser des Quarzstab 10 mit den daran angeordneten Folienstreifen 9 entspricht.
Die Wanddicke dw des Rohrs 13 beträgt bevorzugterweise zwischen 2 mm und 4 mm.
Diese ist im Ausführungsbeispiel kleiner als die Wanddi¬ cke des Schaftrohres des Kolbenhalses 21.
Der Innendurchmesser Di des Schaftrohres des Kolbenhal¬ ses 21 ist bevorzugterweise um etwa 1 mm größer als der Durchmesser der Anode 5. Der Durchmesser Ds des Quarzstabs 10 mit den daran ange¬ ordneten Folienstreifen 9 ist bevorzugterweise zwischen 17 mm und 30 mm.
Das Stützröllchen 7 weist eine Gesamtlänge L auf, welche zwischen 17 mm und 28 mm betragen kann. Eine Länge Ll des ersten Teilelements 71 ist im Ausführungsbeispiel größer als eine Länge L2 des zweiten Teilelements 72. Im gezeig¬ ten Ausführungsbeispiel umgreift das Rohr 13 das Stütz¬ röllchen 7 lediglich im zweiten Teilelement 72 über eine Länge L3. Wie gezeigt ist, weist das vordere Ende 13a des Rohres 13 einen Abstand zum ersten Teilelement 71 auf. Dieses erste Ende 13a des Rohres 13 ist somit über eine Länge L4 beabstandet zu einem vorderen Ende 71b des Stützröllchen 7.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Rohr 13 mit seinem dem ersten Teilelement 71 zugewandten Ende 13a unmittel¬ bar an dem durch den Übergang 73 gebildeten Anschlag anliegt .
Das Rohr 13 umgreift den Quarzstab 10 mit den Folien- streifen 9 über eine Länge L5, welche kleiner ist als die Gesamtlänge L6 des Quarzstabs 10 mit dem Foliensystem bzw. den Stromträgerelementen 9.
Die Länge L6 beträgt bevorzugterweise zwischen 40 mm und 80 mm.
Das Rohr 13 weist eine Länge L7 auf, welche bevorzugt zwischen 20 mm und 90 mm betragen kann.
Die Länge L4 ist insbesondere größer als 3 mm und kleiner als die Gesamtlänge L. Ebenso kann auch vorgesehen sein, dass das Rohr 13 den Quarzstab 10 und die daran angeordneten Folienstreifen 9 über die gesamte Länge L6 und insbesondere auch über die Länge des Tellers 11 umgreift.
In Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung eines Teilbereichs einer Entladungslampe 1' gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt. Im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß Fig. 2 ist hier das Stützröllchen 7 ebenfalls ko- nusförmig ausgebildet bzw. stellt einen Kegelstumpf dar, ist jedoch auf der dem Rohr 13 zugewandten Seite mit einem Außendurchmesser ausgebildet, welcher kleiner ist als der Innendurchmesser Di des Rohrs 13.

Claims

Ansprüche
1. Entladungslampe, insbesondere Hochdruckentladungslam¬ pe, mit einem Entladungsgefäß (2), welches zumindest einen Kolbenhals (21, 22) aufweist, in welchen ein sich in den Entladungsraum (3) erstreckender Halte- Stab (6) für eine Elektrode (4, 5), ein Trägerteil (10), an welchem zumindest ein Stromträgerelement (9) angeordnet ist, ein den Haltestab (6) umgreifendes Stützelement (7) und ein das Trägerteil (10) mit dem Stromträgerelement (9) umgreifendes Rohr (13) einge- schmolzen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (13) das Stützelement (7) über eine Teillän¬ ge (L3) kleiner der Gesamtlänge (L) des Stützelements (7) umgreift.
2. Entladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Stützelement (7) mit einer Länge (L4) größer 2,5 mm, insbesondere größer 3 mm aus dem Rohr (13) heraus erstreckt.
3. Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (di) des Rohrs (13) vor dem Einschmelzen größer ist als der Außendurchmesser (Ds) des Trägerteils (10) mit dem daran angeordneten Stromträgerelement (9), und kleiner ist, als dieser Außendurchmesser (Ds) plus etwa 3 mm.
4. Entladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke (dw) des Rohrs (13) zwischen 1,8 mm und 4,5 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 4 mm, beträgt.
5. Entladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (13) das Trägerteil (10) und das daran ange¬ ordnete Stromträgerelement (9) über eine Teillänge (L5) kleiner der Gesamtlänge (L6) des Trägerteils (10) umgibt.
6. Entladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (7) ein erstes Teilelement (71) auf¬ weist, welches zumindest an einer Stelle (71a) einen größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser (di) des Rohrs (13) an dem dem Stützelement (7) zuge¬ wandten Ende (13a) aufweist.
7. Entladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilelement (71) an zumindest einer Stelle (71a) einen Außendurchmesser aufweist, welcher größer oder gleich dem Außendurchmesser (da) des Rohrs (13) an dem dem Stützelement (7) zugewandten Ende (13a) ist.
8. Entladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (7) ein kegelstumpfförmiges erstes Teilelement (71) und ein zylinderförmiges zweites Teilelement (72) aufweist.
9. Entladungslampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang (73) zwischen dem ersten (71) und dem sich daran anschließenden zweiten Teilelement (72) gestuft ausgebildet ist.
10. Entladungslampe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des zweiten Teilelements (72) kleiner ist als der Innendurchmesser (di) des Rohrs (13) an dem dem Stützelement (7) zugewandten Ende (13a) des Rohrs (13) .
11. Entladungslampe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (13) das Stützelement (7) maximal über die Länge (L2) des zweiten Teilelements (72) umgibt.
12. Verfahren zum Herstellen einer Entladungslampe (1'), bei welchem ein Entladungsgefäß (2) mit zumindest ei¬ nem Kolbenhals (21, 22) ausgebildet wird, und in den Kolbenhals (21, 22) ein Haltestab (6) für die Elekt¬ rode (4, 5), ein Trägerteil (10), an welchem zumin¬ dest ein Stromträgerelement (9) angeordnet wird, ein den Haltestab (6) umgreifendes Stützelement (7) und ein das Trägerteil (10) mit dem Stromträgerelement (9) umgreifendes Rohr (13) eingeschmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (13) so eingeschmolzen wird, dass es das Stützelement (7) über eine Teillänge (L3) kleiner der Gesamtlänge (L) des Stützelements (7) umgreift.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (7) vor dem Einschmelzen so angeord¬ net wird, dass es sich mit einer Länge (L4) größer 2,5 mm, insbesondere größer 3 mm, aus dem Rohr (13) heraus erstreckt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (13) vor dem Einschmelzen mit einem Innendurchmesser (di) bereitgestellt wird, der größer ist als der Außendurchmesser (Ds) des Trägerteils (10) mit dem daran angeordneten Stromträgerelement (9) und kleiner ist, als dieser Außendurchmesser (Ds) plus etwa 3 mm.
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